JP2007256392A - トナー補給方法、トナー補給装置、現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縦列に配置された第１と第２の２段階のトナー補給手段を備えた構成において、現像槽へのトナー補給を安定に行えるようにする。
【解決手段】現像槽１４０内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ１６０と、現像槽１４０へトナーを補給するトナーホッパー１１０と、トナーホッパー１１０へトナーを補給するトナーカートリッジ１００と、トナー濃度センサ１６０の検出信号に基づき現像槽１４０へのトナー補給要求が発生した場合に、トナーホッパー１１０によるトナー補給動作とトナーホッパー１１０によるトナー補給動作とが行われるように、ホッパー駆動モータ１５１とカートリッジ駆動モータ１５０とを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像槽に現像剤としてのトナーを補給するトナー補給方法、トナー補給装置、現像装置および画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンタおよびファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式は、良好な画質品位を有する画像を容易に形成できることから、上記の各種画像形成装置に広く採用されている。

電子写真方式を用いる画像形成装置は、一般に、光導電性物質を含む感光体の表面を一様に帯電させ、この状態の感光体の表面に、画像情報に基づく光を照射して静電潜像を形成し、形成した静電潜像にトナーを供給して可視像化し、得られたトナー像を感光体から記録媒体に転写し、さらに記録媒体上のトナー像を加熱、加圧などによって記録媒体に定着させている。

静電潜像の現像に使用するトナーは現像装置から感光体表面に供給される。現像装置は現像槽を備え、この現像槽は内部にトナーを収容し、かつ現像ローラ、ドクターブレードおよび攪拌ローラを有する。現像ローラは、感光体の表面に接触するように設けられ、その表面にトナー層を担持して静電潜像にトナーを供給する。ドクターブレードは、現像ローラの表面に当接するように設けられた板状部材からなり、現像ローラ表面のトナー層の層厚を規制する。攪拌ローラは、回転動作を行うことにより、トナーを帯電させるとともに帯電状態のトナーを現像ローラの周囲に送給する。

現像装置はさらにトナー補給装置としてのトナーホッパーを備え、このトナーホッパーは上記現像槽にトナーを補給するようになっている。

例えば、特許文献１では、補給槽（トナーホッパー）の側壁の上下方向に複数個のトナー量センサが設けられ、補給槽からのトナー供給口に補給用ローラが設けられている。そして、複数のトナー量センサにより検出される補給槽内のトナー残量に応じて、補給用ローラの回転速度を制御するようになっている。

また、特許文献２では、現像槽にトナー濃度センサが設けられ、トナータンク（トナーホッパー）のトナー供給口にトナー補給ローラが設けられている。そして、トナー濃度センサの検出結果に応じて、トナー補給ローラの回転を制御するようになっている。

一方、近年では、現像槽へのトナー補給の利便性向上の点から、トナーカートリッジを備えたトナー補給装置が一般に使用されている。このような現像装置では、特許文献３および４に示すように、トナーカートリッジからトナーホッパーにトナーが補給され、さらにトナーホッパーから現像槽にトナーが補給される。この場合、トナーホッパーは、トナーカートリッジから補給されるトナーを円滑にかつ適量ずつ現像槽に供給するための調整器として機能する。また、一般にトナーホッパーは現像装置の小型化のために小型かつトナー容量が小容量の形態である一方、トナーカートリッジは、交換頻度を少なくするために、トナーホッパーと比較して大型かつトナー容量が大容量の形態となっている。

このような現像装置では、特許文献３に記載されているように、現像器（現像槽）にトナー濃度センサが設けられ、トナーホッパーにトナー残量センサが設けられている。そして、トナー残量センサによりトナーホッパー内のトナー不足が検出されると、トナーカートリッジからトナーホッパーにトナーが補給され、トナー濃度センサにより現像器内のトナー不足が検出されると、トナーホッパーから現像器にトナーが補給される。
実開昭６３−１６８４５８号（昭和６３年１１月２日公開） 特開昭６２−５０７７８号（昭和６２年３月５日公開） 特開２００１−２５５７２７（平成１３年９月２１日公開） 特開平１１−２９５９７５号（平成１１年１０月２９日公開）

上記のように、トナーカートリッジ（第１のトナー補給手段）からトナーホッパー（第２のトナー補給手段）にトナーを補給し、さらにトナーホッパーから現像槽にトナーを補給する、２段階方式のトナー補給装置では、上記従来のように、トナーホッパーのトナー残量センサの検出結果に基づいてトナーカートリッジからトナーホッパーにトナーを補給する構成である場合、現像槽へのトナー補給を円滑に行えないおそれがある。すなわち、トナーホッパーにおけるトナー残量センサの配置位置やトナーホッパー内におけるトナーの流れる方向等によって、正確なトナー残量の検出遅れやトナー残量の誤検出を生じるおおそれがある。あるいは、高印字原稿の印刷や多量の連続印刷のためにトナーが多量に消費される場合、トナーカートリッジからトナーホッパーへのトナーの補給の遅れを生じるおそれがある。このような場合には、現像槽においてトナー濃度の不足が生じ、現像装置の現像動作に支障を来たすことになる。このような問題は、装置の小型化のためにトナーホッパーが小型化されている構成においては特に顕著となる。

したがって、本発明は、縦列に配置された第１と第２の２段階のトナー補給手段を備えた構成において、現像槽へのトナー補給を安定して行うことができるトナー補給方法、トナー補給装置、現像装置および画像形成装置の提供を目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明のトナー搬送装置は、現像槽内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、前記現像槽へトナーを補給する第１のトナー補給手段と、第１のトナー補給手段へトナーを補給する第２のトナー補給手段と、前記トナー濃度センサの検出信号に基づき前記現像槽へのトナー補給要求が発生した場合に、第１のトナー補給手段による前記トナー補給動作と第２のトナー補給手段による前記トナー補給動作とが行われるように、第１のトナー補給手段と第２のトナー補給手段とを制御する制御手段とを備えていることを特徴としている。

また、本発明のトナー補給方法は、第１のトナー補給手段から現像槽へトナーを補給し、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へトナーを補給するトナー補給方法において、現像槽のトナー濃度の不足が検出された場合に、第１のトナー補給手段による前記トナー補給動作と第２のトナー補給手段による前記トナー補給動作とを行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、現像槽のトナー濃度の不足が検出された場合に、第１のトナー補給手段による現像槽へのトナー補給動作と第２のトナー補給手段による第１のトナー補給手段へのトナー補給動作とが行われる。したがって、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へのトナー補給は、例えば第１のトナー補給手段に設けられたトナー残量センサの検出結果によらず、現像槽のトナー濃度の不足が検出された場合に、すなわち第１のトナー補給手段から現像槽にトナーが補給される場合に行われる。

これにより、第１のトナー補給手段が小型かつ小容量のものであっても、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へのトナー補給が遅れることによる第１のトナー補給手段でのトナー不足を防止して、第１のトナー補給手段から現像槽へのトナー補給を安定に行うことができる。

本発明のトナー補給装置は、現像槽内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、前記現像槽へトナーを補給する第１のトナー補給手段と、第１のトナー補給手段へトナーを補給する第２のトナー補給手段と、前記トナー濃度センサの検出信号に基づき前記現像槽へのトナー補給要求が発生した場合に第１のトナー補給手段による前記トナー補給動作が行われ、かつこのトナー補給のための第１のトナー補給手段の作動を検知した場合に第２のトナー補給手段による前記トナー補給動作が行われるように、第１のトナー補給手段と第２のトナー補給手段とを制御する制御手段とを備えていることを特徴としている。

また、本発明のトナー補給方法は、第１のトナー補給手段から現像槽へトナーを補給し、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へトナーを補給するトナー補給方法において、現像槽のトナー濃度の不足が検出された場合に、第１のトナー補給手段による前記トナー補給動作を行い、かつこのトナー補給のための第１のトナー補給手段の作動を検知した場合に第２のトナー補給手段による前記トナー補給動作を行うことを特徴としいている。

上記の構成によれば、現像槽のトナー濃度の不足が検出された場合に、第１のトナー補給手段による現像槽へのトナー補給動作が行われ、かつこのトナー補給のための第１のトナー補給手段の作動を検知した場合に第２のトナー補給手段による第１のトナー補給手段へのトナー補給動作が行われる。したがって、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へのトナー補給は、例えば第１のトナー補給手段に設けられたトナー残量センサの検出結果によらず、第１のトナー補給手段から現像槽にトナーが補給された場合に行われる。

これにより、第１のトナー補給手段が小型かつ小容量のものであっても、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へのトナー補給が遅れることによる第１のトナー補給手段でのトナー不足を防止して、第１のトナー補給手段から現像槽へのトナー補給を安定に行うことができる。

上記のトナー補給装置において、前記制御手段は、トナー補給のための第１のトナー補給手段の作動時間を積算するとともに、この積算した時間が第１の設定時間に到達するごとに第２のトナー補給手段に前記トナー補給動作を行わせる構成としてもよい。

上記の構成によれば、第１の設定時間を適当に設定しておくことにより、第１のトナー補給手段における第２のトナー補給手段からのトナー受入口付近において多量のトナーが堆積される事態を防止できる。すなわち、第１のトナー補給手段内において、トナーが搬送された分に応じて第２のトナー補給手段からトナーを補給することができる。

上記のトナー補給装置において、第１のトナー補給手段は、第２のトナー補給手段から補給されるトナーを受け入れるトナー受入口と、補給用のトナーを排出するトナー排出口と、これらトナー受入口からトナー排出口に達し、鉛直方向に対して交差する方向に形成されたトナー搬送路と、前記トナー搬送路に設けられ、前記トナー受入口から前記トナー搬送路に落下してきたトナーを順次搬送して前記トナー排出口から落下させるトナー搬送部材とを備えている構成としてもよい。

上記の構成によれば、第１のトナー補給手段を薄型かつ小型の構造とし、トナー補給装置を小型化することができる。また、鉛直方向に対して交差する方向に形成されたトナー搬送路を有する第１のトナー補給手段において、トナー搬送路中でのトナーが存在しないあるいはトナーが不足するトナー欠乏領域の発生を防止でき、第１のトナー補給手段から現像槽へのトナーの補給を安定に行うことができる。

上記のトナー補給装置において、前記制御手段は、トナー補給のための第１のトナー補給手段の作動時間を積算するとともに、この積算した時間が第１の設定時間に到達するごとに第２のトナー補給手段に前記トナー補給動作を行わせ、第１のトナー補給手段は、第２のトナー補給手段から補給されるトナーを受け入れるトナー受入口と、補給用のトナーを排出するトナー排出口と、これらトナー受入口からトナー排出口に達し、鉛直方向に対して交差する方向に形成されたトナー搬送路と、前記トナー搬送路に設けられ、前記トナー受入口から前記トナー搬送路に落下してきたトナーを順次搬送して前記トナー排出口から落下させるトナー搬送部材とを備え、前記第１の設定時間は、第１のトナー補給手段の前記トナー搬送路における、前記トナー受入口直下の領域のトナーをこの領域外に前記トナー搬送部材によって搬送するのに要する時間に基づいて設定されている構成としてもよい。

上記の構成によれば、第１のトナー補給手段を薄型かつ小型の構造とし、トナー補給装置を小型化することができる。また、鉛直方向に対して交差する方向に形成されたトナー搬送路を有する第１のトナー補給手段において、トナー搬送路中でのトナーが存在しないあるいはトナーが不足するトナー欠乏領域の発生を防止でき、第１のトナー補給手段から現像槽へのトナーの補給を安定に行うことができる。

上記のトナー補給装置において、第２のトナー補給手段は、内部にトナーを収容し、回転しながらトナーを排出するトナーボトルを備えている構成としてもよい。

上記の構成によれば、第２のトナー補給手段は、内部にトナーを収容し、回転しながらトナーを排出するトナーボトルを備えている構成であるから、トナーの補給量の制御が容易である。これにより、第２のトナー補給手段は、第１のトナー補給手段が小型化されている場合であっても、この第１のトナー補給手段に対して、常に適量のトナーを安定に補給することができる。

上記のトナー補給装置は、第１のトナー補給手段の前記トナー排出口に一端部が接続され、かつ他端部が前記現像槽に接続され、上下方向に延びる補給用パイプを備えている構成としてもよい。

上記の構成によれば、上下方向に延びる補給用パイプにより第１のトナー補給手段のトナーを現像槽に補給するような、トナー補給装置の配置スペースが制限されている場合であっても、補給用パイプに対して第１のトナー補給手段から適量のトナーを安定に補給することができる。

上記のトナー補給装置は、表示手段と、この表示手段を制御する表示制御手段と、前記第１のトナー補給手段におけるトナー残量を検出するトナー残量検出手段とを備え、
前記第２のトナー補給手段はトナーカートリッジを備え、前記表示制御手段は、前記トナー残量検出手段により一定時間以上の間、トナー残量不足が検出された場合に、トナーカートリッジの交換を促す表示を前記表示装置に行わせる構成としてもよい。

上記の構成によれ、ユーザーはトナーカートリッジの交換時期を容易に知ることができる。

本発明によれば、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へのトナー補給は、例えば第１のトナー補給手段に設けられたトナー残量センサの検出結果によらず、第１のトナー補給手段から現像槽にトナーが補給される場合に行われる。これにより、第１のトナー補給手段が小型かつ小容量のものであっても、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へのトナー補給が遅れることによる第１のトナー補給手段でのトナー不足を防止して、第１のトナー補給手段から現像槽へのトナー補給を安定に行うことができる。

本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本願発明のトナー補給装置を画像形成装置の一種であるプリンタに適用した例について説明する。

図２は、本実施の形態に係るプリンタの概略構成を示す図である。
本プリンタＡは、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対して多色および単色の画像を形成するものである。そして、プリンタＡは、図２に示すように、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、定着装置１２と、用紙搬送路Ｓ、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５等より構成されている。

なお、本プリンタＡにおいて扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、３ｄ）は各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに設定され４つの画像ステーションが構成されている。

感光体ドラム３は、本プリンタＡの上部に配置（装着）され、画像データに応じた静電潜像を形成するようになっている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための、帯電手段である。なお、帯電器５としては、図２に示すように、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器を用いてもよい。

露光ユニット１は、図２に示すようにレーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）からなる。なお、露光ユニット１としては、ＬＳＵを用いる手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いてもよい。

露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。

現像装置２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより顕像化するものである。クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ７２等は、中間転写ベルト７を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。

中間転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト７に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルトに対して均一に高電圧を印加することができる。本実施例では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いる事が可能である。

上述の様に各感光体ドラム３上で各色相に応じた顕像化された静電像は中間転写ベルト７で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト７の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト７の接触位置に配置される転写ローラ１１によって用紙上に転写される。

この時、中間転写ベルト７と転写ローラ１１は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１１にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。

さらに、転写ローラ１１は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。

また、上記のように、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、若しくは、転写ローラ１１によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるように設定されている。

中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。

給紙トレイ１０は、画像形成に使用するシート（記録用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、本プリンタＡの画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。

また、本プリンタＡの上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのトレイである。

また、本プリンタＡには、給紙トレイ１０のシートを転写ローラ１１や定着装置１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、給紙トレイ１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、転写ローラ１１、定着装置１２、シートを搬送する搬送ローラ２５等が配されている。

搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための、小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。

ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、シートを１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。

レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓを搬送されているシートをいったん保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写部に搬送する機能を有している。

定着装置１２は、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２等を備えており、これらはシートを挟んで回転するようになっている。ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されている。ヒートローラ３１は、加圧ローラ３３とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。

なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ２５によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。

次に、シート搬送経路を詳細に説明する。本プリンタＡには予めシートを収容する給紙トレイ１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に前記給紙トレイ１０の開閉動作を行わなくても良い手差し給紙トレイ２０が配置されている。これら両トレイには各々前記のピックアップローラ１６が配置され、1枚ずつを搬送路に導くようになっている。

給紙トレイ１０から搬送されるシートは搬送路中の搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト７上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１１に搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは定着装置１２を通過する事によってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され搬送ローラ２５−２を経て排紙ローラ２５−３から排紙トレイ１５上に排出される（片面印字要求の場合）。

他方、手差し給紙トレイ２０に積載されるシートはピックアップローラ１６−２によって給紙され、複数の搬送ローラ（２５−６、２５−５、２５−４）を経てレジストローラ１４に到達し、それ以降は給紙トレイ１０から給紙されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される（片面印字要求の場合）。

印字要求内容が両面印字要求の場合は、上記のように片面印字が終了し定着装置１２を通過したシートの後端が前記排紙ローラ２５−３でチャックされ、排紙ローラが逆回転する事によって搬送ローラ（２５−７、２５−８）に導かれた後レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に排紙トレイ１５に排出される。

現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）は、現像槽１４０（１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ）と、高速、且つ大量印刷に対応可能にするために、これら現像槽１４０（１４０ａ〜１４０ｄ）それぞれにトナーを補給するためのトナー補給装置１０１（１０１ａ，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ）とを備えている。トナー補給装置１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）は、トナーカートリッジ１００（１００ａ，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ）とトナーホッパー１１０（１１０ａ，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ）と補給用パイプ８０（８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ）とを備えている。

トナーカートリッジ１００ａは、補給用のトナーとして、ブラック（Ｋ）のトナーを収容し、同様に、トナーカートリッジ１００ｂはシアン（Ｃ）のトナー、トナーカートリッジ１００ｃはマゼンタ（Ｍ）のトナー、トナーカートリッジ１００ｄはイエロー（Ｙ）のトナーをそれぞれ収容している。

トナー補給装置１０１は、図３に示すように、現像槽１４０の真上に、上から順にトナーカートリッジ１００とトナーホッパー１１０とが配置され、トナーホッパー１１０と現像槽１４０とが上下方向に配置された補給用パイプ８０によって接続されている。トナーカートリッジ１００からトナーホッパー１１０へのトナーの補給、トナーホッパー１１０から補給用パイプ８０を介しての現像槽１４０へのトナーの補給は、いずれも補給用パイプ８０が設けられている側の端部側において行われる。トナーカートリッジ１００はカートリッジ駆動モータ１５０により駆動され、トナーホッパー１１０はホッパー駆動モータ１５１により駆動される。

また、トナーカートリッジ１００とトナーホッパー１１０との間には中間転写ベルトユニット８が配置されている。なお、ブラック（Ｋ）のトナーを補給するための補給用パイプ８０ａは、２つのトナーカートリッジ１００ａ・１００ａからの現像剤を一つにまとめてトナーホッパー１１０ａすなわち現像槽１４０ａに補給する構造である。

トナー補給装置１０１のトナーホッパー１１０は図４から図７に示す構造を有する。図４はトナーホッパー１１０を示す斜視図であり、図５は図４におけるＨ−Ｈ線矢視断面図であり、図６は図４におけるＩ−Ｉ線矢視断面図であり、図７は図４におけるＪ−Ｊ線矢視断面図である。トナーホッパー１１０は、図４に示すように、内部に２本のトナー搬送路すなわち第１搬送路１１１と第２搬送路１１２とを有する。これら第１および第２搬送路１１１，１１２は、仕切板１１３により仕切られて細長い形状となり、第１搬送路１１１におけるトナー搬送方向（Ｃ方向）の終端部において互いにつながっている。

第１搬送路１１１の始端部の上には、トナーカートリッジ１００から供給されるトナーをトナーホッパー１１０内に導入するためのトナー受入口１１４が開口されている。また、第２搬送路１１２のトナー搬送方向（Ｄ方向）の終端部における底壁部には、図７に示すように、トナーを補給用パイプ８０に投入するためのトナー排出口１１５が形成されている。

また、第１搬送路１１１のトナー受入口１１４付近における側壁部には、その領域のトナーの有無を検出するトナー残量センサ１１６が設けられている。

第１および第２搬送路１１１，１１２には、図８に示すトナー搬送スクリュー１１８が設けられている。したがって、トナーホッパー１１０にトナー受入口１１４が取り込まれたトナーは第１搬送路１１１をトナー搬送スクリュー１１８によってＣ方向に搬送され、第１搬送路１１１の終端部において第２搬送路１１２に移動する。このトナーは、第２搬送路１１２をトナー搬送スクリュー１１８によってＤ方向に搬送された後、トナー排出口１１５から補給用パイプ８０内に落下する。

このように、トナー補給装置１０１においては、トナーカートリッジ１００からトナーホッパー１１０に取り込まれたトナーは、第１搬送路１１１と第２搬送路１１２とにおいて水平方向に搬送された後、補給用パイプ８０を介して現像槽１４０に供給される。

上記のトナーホッパー１１０は、本実施の形態において、トナーを収容できる容量が例えば３０ｇといった小容量のものである。この容量は、印刷可能枚数で示すと、Ａ４サイズに対して６％のベタ画像を１０００枚程度印刷できるものである。

補給用パイプ８０は、具体的には図９（ａ）（ｂ）に示す円形のパイプ部８１を有する。なお、図９（ａ）はパイプ部８１の斜視図であり、図９（ｂ）はパイプ部８１の縦断面図である。

図３に示すトナーカートリッジ１００は回転型トナーボトル方式のものであり、回転しながらトナーを補給用パイプ８０に補給する。このような方式のトナーカートリッジ１００は、トナー補給量の制御を正確かつ容易にできることから、容量が小さくて狭い搬送路（第１および第２搬送路１１１，１１２）によりトナーを搬送する方式のトナーホッパー１１０を使用する構成には好適である。このトナーカートリッジ１００の詳細については後述する。

図１には、上記トナー補給装置１０１を備えた現像装置２の模式図を示す。同図に示すトナー濃度センサ１６０は、現像槽１４０に設けられ、現像槽１４０内のトナー濃度を検出するものである。

次に、トナー補給装置１０１による現像槽１４０に対するトナー補給制御について説明する。トナー補給装置１０１は図１０に示す制御装置１７０を示す。この制御装置１７０は、トナー濃度センサ１６０およびトナー残量センサ１１６の検出信号に基づいてカートリッジ駆動モータ１５０およびホッパー駆動モータ１５１の動作を制御する。

すなわち、制御装置１７０は、第１の制御として、トナー残量センサ１１６の検出結果により、トナーホッパー１１０内のトナー量が不足していると判定した場合に、カートリッジ駆動モータ１５０を回転させて、トナーカートリッジ１００からトナーホッパー１１０にトナーを補給させる。また、制御装置１７０は、第２の制御として、トナー濃度センサ１６０の検出結果により、現像槽１４０でのトナー濃度が不足していると判定した場合に、ホッパー駆動モータ１５１を回転させて、トナーホッパー１１０から現像槽１４０にトナーを補給させる。また、この第２の制御において、制御装置１７０は、ホッパー駆動モータ１５１を回転させた場合に、カートリッジ駆動モータ１５０を回転させる。具体的には、ホッパー駆動モータ１５１を第１の設定時間（所定時間）以上回転させた場合に、カートリッジ駆動モータ１５０を第２の設定時間（所定時間）時間回転させる。

このように、第２の制御では、カートリッジ駆動モータ１５０を、トナー残量センサ１１６の検出結果によらず、ホッパー駆動モータ１５１の回転に連動させることにより、トナーホッパー１１０を常にトナーがほぼ満杯の状態に維持するようにしている。これにより、トナーホッパー１１０を小型でトナー容量が小容量のものとした場合であっても、現像槽１４０へのトナー補給を安定に、すなわち途絶えることなく連続的に行えるようになっている。

特に、本実施の形態において、トナーホッパー１１０は小容量であり、かつ第１および第２搬送路１１１，１１２によりトナーを水平方向に搬送しながら現像槽１４０に補給する構成である。この場合、トナー受入口１１４から第１搬送路１１１に供給されたトナーは、トナー搬送スクリュー１１８によりトナー受入口１１４の位置からトナー排出口１１５に向かって、第１および第２搬送路１１１，１１２を順次搬送される。したがって、トナーホッパー１１０でのトナーの搬送が進行している状態において、トナーカートリッジ１００からトナーホッパー１１０へのトナーの補給が途切れると、第１および第２搬送路１１１，１１２内において、トナーが途切れた領域が発生し易くなる。このような状態が生じると、トナーホッパー１１０から現像槽１４０へのトナーの補給が一時的に途切れた状態が発生し、現像槽１４０へのトナー補給が不安定となり、この結果、現像槽１４０のトナー濃度が不安定となる。

このような事態を防止するには、トナーホッパー１１０の第１および第２搬送路１１１，１１２において、トナーの途切れた領域が生じないようにすること、すなわち第１および第２搬送路１１１，１１２のほぼ全領域がそれぞれ所定量以上のトナーによって満たされている状態となるようにすることが好ましい。そこで、ホッパー駆動モータ１５１が回転して第１および第２搬送路１１１，１１２のトナーが搬送される場合には、トナー残量センサ１１６の検出結果によらずカートリッジ駆動モータ１５０を回転させて、トナー受入口１１４の直下の第１搬送路１１１に生じるトナーが存在しない領域（以下、トナー欠乏領域と称する）を埋めるように、トナーカートリッジ１００からトナーを補給するのが好ましい。したがって、この場合のカートリッジ駆動モータ１５０の回転は、ホッパー駆動モータ１５１の回転に連動するものの、ホッパー駆動モータ１５１の回転開始と同時である必要はなく、ホッパー駆動モータ１５１の回転開始時点よりも遅れて回転を開始し、トナー欠乏領域が生じないように、トナーカートリッジ１００からトナーホッパー１１０にトナーを補給できるものであればよい。

なお、トナーホッパー１１０から補給用パイプ８０は、トナー搬送スクリュー１１８の回転に応じてほぼ一定量のトナーが徐々に排出されるので、補給用パイプ８０のトナー通路が狭いものであっても、トナー通路内でのトナー詰まりが生じないようになっている。

上記の制御動作を行うために、制御装置１７０は、カートリッジ駆動モータ制御部１７１、ホッパー駆動モータ制御部１７２および表示装置制御部１７３を備えている。なお、表示装置制御１７２は、トナー補給装置１０１や現像装置２の種々の状態を表示する表示装置１７４に表示用のデータを与えて、それら種々の状態に関する情報を表示させるものである。なお、表示装置１７４は例えばプリンタＡが備える操作パネルに設けられているものである。

ここで、本実施の形態におけるトナーカートリッジ１００の駆動時間（連続駆動時間）とトナーカートリッジ１００内のトナー残量との関係を示すと図１１のようになっている。なお、トナーカートリッジ１００の駆動時間とは、トナーカートリッジ１００が備える後述のトナーボトルの回転時間に相当する。同図から分かるように、駆動時間が２５分を超えてくると、トナー残量（トナー補給量）が直線的に変化しない不安定領域となる。

なお、本実施の形態のトナーホッパー１１０においては、トナー残量センサ１１６がトナー受入口１１４付近に設けられているので、トナー残量センサ１１６の検出結果に基づく、トナーカートリッジ１００からトナーホッパー１１０へのトナー補給制御によってもトナーホッパー１１０でのトナー欠乏領域の抑制に寄与することができる。

以下には、トナーホッパー１１０でのトナー欠乏領域を抑制するための制御装置１７０によるトナー補給制御の実施例について説明する。

（実施例１）
図１２は、制御装置１７０によるトナー補給制御の一実施例を示すタイミングチャートである。ここでは、
（１）トナー残量センサ１１６の検出結果がＬｏｗ（トナー補給要）となった場合に、その１秒後にトナーカートリッジ１００からのトナー補給動作を５秒間行わせる制御（カートリッジ駆動モータ１５０を５秒間回転させる制御）
（２）ホッパー駆動モータ１５１の積算回転時間が３秒に達するとトナーカートリッジ１００からのトナー補給動作を５秒間行わせる制御
の両制御を行うものとする。図１２は上記（１）（２）の制御を行う場合の例（ＣＡＳＥ１−１）を示している。

同図において、トナーカートリッジ１００の動作（ａ１）は、制御（１）によるもの、もしくは制御（２）によるものである。なお、両制御によるトナーカートリッジ１００の動作期間が一致するので、ここではそれぞれの制御に応じたトナーカートリッジ１００の動作は行われない。

トナーカートリッジ１００の動作（ａ２）は、制御（２）によって開始されている。ここでは、動作（ａ２）におけるトナーカートリッジ１００の５秒間の動作が終了する前に、トナーホッパー１１０の積算回転時間が３秒に達したため、制御（２）による次の動作（ａ３）が開始されている。この場合、動作（ａ３）の開始と同時にトナーカートリッジ１００の動作時間の計算が開始される。動作（ａ４）も動作（ａ３）と同様であり、動作（ａ３）におけるトナーカートリッジ１００の５秒間の動作が終了する前に、トナーホッパー１１０の積算回転時間が３秒に達したため、制御（２）による次の動作（ａ４）が開始され、トナーカートリッジ１００は５秒間の動作を行った後、動作を終了している。

図１３は、上記制御（１）および（２）を行う場合の他の例（ＣＡＳＥ１−２）であって、トナー残量センサ１１６の検出結果が常にＬｏｗの場合におけるトナー補給制御を示すタイミングチャートである。

同図において、トナーカートリッジ１００の動作（ｂ１）は、制御（１）によって開始され、その後、動作（ｂ２）におけるトナーカートリッジ１００の５秒間の動作が終了する前に、トナーホッパー１１０の積算回転時間が３秒に達したため、制御（２）による次の動作（ｂ２）が開始されている。さらに、動作（ｂ２）におけるトナーカートリッジ１００の５秒間の動作が終了する前に、制御（１）による次の動作（ｂ３）が開始され、この動作（ｂ３）終了後、引き続いて制御（２）による動作（ｂ４）が開始され、この動作（ｂ４）が終了する前に、制御（１）による動作（ｂ５）が開始されている。その後、トナーカートリッジ１００の動作（ｂ５）における５秒間の動作終了後、トナー残量センサ１１６の検出結果の判定が行われ、検出結果がＬｏｗであるから、再び制御（１）による動作（ｂ６）が行われている。

図１４は、上記制御（１）および（２）を行う場合の他の例（ＣＡＳＥ１−２）であって、トナー残量センサ１１６の検出結果が常にＨｉｇｈの場合におけるトナー補給制御を示すタイミングチャートである。

同図において、トナー残量センサ１１６の検出結果が常にＨｉｇｈであることから、ここでは制御（１）によるトナーカートリッジ１００の動作は行われない。

トナーカートリッジ１００の動作（ｃ１）は、制御（２）によって開始され、トナーカートリッジ１００の５秒間のトナー補給動作が行われている。その後、ホッパー駆動モータ１５１の積算回転時間が３秒に達すると、制御（２）によるトナーカートリッジ１００の動作（ｃ２）が行われ、さらにその後、同様にして制御（２）によるトナーカートリッジ１００の動作（ｃ３）が行われている。

（実施例２）
図１５は、制御装置１７０によるトナー補給制御の他の実施例を示すタイミングチャートである。ここでは、前記の制御（１）に代えて、下記の制御（３）を行うものとする。なお、制御（２）については同様である。すなわち、
（３）トナー残量センサ１１６の検出結果がＬｏｗ（トナー補給要）となった場合に、その時点にて（０秒後に）トナーカートリッジ１００からのトナー補給動作を２秒間行わせる制御（カートリッジ駆動モータ１５０を２秒間回転させる制御）
（２）ホッパー駆動モータ１５１の積算回転時間が３秒に達するとトナーカートリッジ１００からのトナー補給動作を５秒間行わせる制御
の両制御を行うものとする。図１５は上記（３）（２）の制御を行う場合の例（ＣＡＳＥ２−１）を示している。

同図において、トナーカートリッジ１００の動作（ｄ１）は、制御（３）によって開始されている。ここでは、動作（ｄ１）におけるトナーカートリッジ１００の５秒間の動作が終了する前に、トナーホッパー１１０の積算回転時間が３秒に達したため、制御（２）による次の動作（ｄ２）が開始されている。

トナーカートリッジ１００の動作（ｄ３）は、制御（２）によるものである。ただし、動作（ｄ３）の開始は制御（２）もしくは制御（３）による。ここでは、動作（ｄ３）が終了する前に、制御（２）による次の動作（ｄ４）が開始されている。動作（ｄ５）も動作（ｄ４）と同様にして開始されている。その後、トナーカートリッジ１００は５秒間の動作を行った後、動作を終了している。

図１６は、上記制御（３）および（２）を行う場合の他の例（ＣＡＳＥ３）を示すタイミングチャートである。ここでは、トナー残量センサ１１６の検出結果がＬｏｗとなった時点にてトナーカートリッジ１００からトナーホッパー１１０へのトナー補給動作を２秒間行わせる場合に（制御（３））、トナーカートリッジ１００の回転時間（２秒間）だけ、制御（２）のためのトナーホッパー１１０の回転積算時間のカウントを行わないようにしている。これは、トナーカートリッジ１００からトナーホッパー１１０へのトナー補給が過剰になるような場合にそれを防止するためのものである。

同図において、トナーカートリッジ１００の動作（ｅ１）は、制御（３）によって開始されている。この場合、制御（２）のためのトナーホッパー１１０の回転積算時間のカウントは行われない。なお、トナーカートリッジ１００の動作（ｅ２）、（ｅ３）、（ｅ４）は、それぞれ図１５に示した動作（ｄ３）、（ｄ４）、（ｄ５）に相当するものである。

以上の制御においては、トナー濃度センサ１６０の検出結果に基づくトナー補給の要求に応じてホッパー駆動モータ１５１を回転させ、このホッパー駆動モータ１５１の回転を誘因としてカートリッジ駆動モータ１５０を回転させている。しかしながら、トナー濃度センサ１６０の検出結果に基づくトナー補給の要求に応じて、ホッパー駆動モータ１５１およびカートリッジ駆動モータ１５０を回転させるようにしてもよい。この場合には、例えば、トナーホッパー１１０に生じるトナー欠乏領域を埋めるようにトナーカートリッジ１００からトナーホッパー１１０にトナーを補給させるために、ホッパー駆動モータ１５１の起動タイミングよりもカートリッジ駆動モータ１５０の起動タイミングを遅らせるようにしてもよい。

次に、トナーカートリッジ１００について詳細に説明する。なお、５つのトナーカートリッジ１００は何れも同じ構造とする。図１７（ａ）（ｂ）には、トナーカートリッジ１００の構造の概要を示す。図１７（ａ）は、トナーカートリッジ１００の側面図であり、図１７（ｂ）は、トナーカートリッジ１００のトナー補給側端面側から見た正面図である。

トナーカートリッジ１００は、図１７（ａ）に示すように、現像剤であるトナーを収容しているトナーボトル２００と、該トナーボトル２００を一端部側で回動可能に支持するボトル支持部材３００とで構成されている。

上記ボトル支持部材３００の底面（プリンタＡにトナーカートリッジ１００を装着したときの下面）には、図１７（ｂ）に示すように、トナーボトル２００から補給されるトナーをトナーホッパー１１０に排出するためのトナー排出口が形成され、トナー排出口にはこれを開閉するためのシャッター機構４００が設けられている。

（トナーボトル２００）
上記トナーボトル２００は、図１７（ａ）に示すように、略円筒状に形成された本体部２０１からなる。上記本体部２０１のボトル支持部材３００に支持される側の端部を先端部２０１ａとしたとき、この先端部２０１ａには、トナーを排出するための開口部が形成されている。なお、本体部２０１の先端部２０１ａとは反対側の端部である後端部２０１ｂは、閉塞されている。

また、本体部２０１の表面には、回転軸Ｘに向かって窪んだ複数の溝部２０１ｃが形成されている。なお、本体部２０１の内部では、上記の溝部２０１ｃに相当する部分が上記回転軸Ｘ側に突出した形状の突出部となっている。

上記の突出部間に形成される溝は、本体部２０１内に収容されたトナーを後端部２０１ｂから先端部２０１ａに向かって案内するための案内溝として機能する。ここでは、上記の溝部２０１ｃは、図１７（ａ）に示すように、本体部２０１が回転軸Ｘを中心に時計回りのＹ方向に回転したときに、重力方向である下側が先端部２０１ａ方向に、重力方向とは反対側の方向である上側が後端部２０１ｂ方向に傾くように傾斜して形成されている。これにより、トナーボトル２００がＹ方向に回転することで、該トナーボトル２００に収容しているトナーは、本体部２０１の後端部２０１ｂから先端部２０１ａに向かって搬送される。

上記先端部２０１ａは、図１８に示すように、本体部２０１の中央部分よりも直径が小さい円筒形状に形成されている。この先端部２０１ａの先端面２０１ｄには、外部に突出したリブ２０２・２０２が形成されている。このリブ２０２・２０２は、トナーカートリッジ１００がプリンタＡに装着されたときに、カートリッジ駆動モータ１５０と嵌合するようになっている。

また、上記先端部２０１ａの周面２０１ｅには、図１９に示すように、ゴム等の弾性を有する樹脂からなる板状のスクレイパー２０３・２０３が設けられている。このスクレイパー２０３・２０３は、伸縮性を有する材料（ゴム等の弾性を有する樹脂一般等）からなるリング状の固定部材２０４の表面に設けられている。

上記の２つのスクレイパー２０３・２０３は、図２０に示すように、先端部２０１ａに固定部材２０４が装着された時に、該先端部２０１ａの中心Ｏを介して略一直線状になるように形成されている。

また、上記本体部２０１における、先端部２０１ａと段差を形成する端面２０１ｇには、図２０に示すように、本体部２０１に収容されたトナーを排出するためのボトル側トナー排出口２０１ｈが形成されている。

上記ボトル側トナー排出口２０１ｈから排出されたトナーは、先端部２０１ａを覆うようにして設けられているボトル支持部材３００の内部に収容される。ボトル支持部材３００には、収容したトナーを排出するための支持体側トナー排出口が形成されている。

（ボトル支持部材３００）
上記ボトル支持部材３００は、図１７（ａ）（ｂ）に示すように、略円筒形状に形成されており、本体部２０１の先端部２０１ａを覆うようにして接合された第１筐体３０１と第２筐体３０２とで構成されている。なお、先端部２０１ａの先端面２０１ｄに設けられたリブ２０２が少なくとも露出するように、第１開口部３００ａが形成されている。

上記第１筐体３０１の表面には、図２に示すプリンタＡにトナーカートリッジ１００を装着して固定するための第１固定部材３０３と第２固定部材３０４とが形成されている。この第１固定部材３０３と第２固定部材３０４との間には、図１７（ｂ）に示すように、トナーカートリッジ１００から補給されたトナーの外部への排出の制御を行うシャッター機構４００が設けられている。

上記ボトル支持部材３００は、図２１に示すように、第１筐体３０１の底面側すなわち第１固定部材３０３と第２固定部材３０４の間に、支持体側トナー排出口３００ｂが形成されている。なお、この支持体側トナー排出口３００ｂは、上記シャッター機構４００によって開閉されるようになっている。

上記第１筐体３０１は、図２２（ａ）に示すように、上述したトナー排出口３００ｂの近傍の内周面３０１ａに、トナーをせき止めるための第１堰部３０１ｂが形成されると共に、この第１堰部３０１ｂから支持体側トナー排出口３００ｂとは反対側に壁部３０１ｃが延設されている。この壁部３０１ｃは、第１筐体３０１の内部の一方端面である当接面３０１ｄと所定の距離を隔て設けられている。この距離は、上述したスクレイパー２０３の幅よりも少し広い程度に設定されている。

上記第２筐体３０２は、図２２（ｂ）に示すように、図２２（ａ）に示した第１筐体３０１と同様に、内周面３０２ａに、トナーをせき止めるための第２堰部３０２ｂが形成されると共に、この第２堰部３０２ｂから壁部３０２ｃが延設されている。この壁部３０２ｃは、第２筐体３０２の内部の一方端面である当接面３０２ｄと所定の距離を隔てて設けられている。この距離は、上述したスクレイパー２０３の幅よりも少し広い程度に設定されている。

上記第１筐体３０１と第２筐体３０２とを接合することで、図２１に示すようなボトル支持部材３００になる。第１筐体３０１と第２筐体３０２とが接合されたとき、図２３に示すように、第１筐体３０１の第１堰部３０１ｂおよび第２筐体３０２の第２堰部３０２ｂと、壁部３０１ｃおよび壁部３０２ｃとによって囲まれた第１空間が形成される。ここで、本実施の形態では、上記第１空間を、トナーの排出を規制するためのトナー排出規制室３００ｃと称する。一方、上記第１空間とは別の、第１堰部３０１ｂと第２堰部３０２ｂとの間の他方の空間（第２空間）を、トナーボトル２００からのトナーを一時的にためてから排出するためのトナー排出室３００ｄと称する。

上記トナー排出規制室３００ｃは、実際にトナーを排出するための空間ではなく、第１堰部３０１ｂを乗り越えたスクレイパー２０３が通過できるような空間として機能している。なお、トナー排出規制室３００ｃには、スクレイパー２０３と一緒に第１堰部３０１ｂを乗り越えたトナーが若干存在するが、このトナーはスクレイパー２０３の回転移動により第２堰部３０２ｂ側から掻きだされることになる。

一方、トナー排出室３００ｄは、トナーボトル２００ボトル側トナー排出口２０１ｈから排出されたトナーが一時的に蓄積される空間として機能している。

ここで、第１堰部３０１ｂのスクレイパー２０３との当接面３０１ｄは、図２３に示すように、スクレイパー２０３がうまく乗り上げることができるように、スクレイパー２０３の回転方向（図中の矢印方向）に向かって傾斜している。つまり、上記当接面３０１ｄは、トナーボトル２００の回転中心Ｏからの法線Ｌからスクレイパー２０３の回転方向に向かってずれるように傾斜している。

換言すると、スクレイパー２０３によるトナー搬送方向の上流側に第１堰部３０１ｂが設けられ、この第１堰部３０１ｂのスクレイパー２０３の当接面３０１ｄが回転中心Ｏからの法線Ｌから所定の角度β傾斜してトナー排出室３００ｄを仕切っている。この角度βは、スクレイパー２０３の素材、長さ等の要因により適切に設定されるものとする。

また、上記の第１堰部３０１ｂは、トナー排出口３００ｂからスクレイパー２０３の回転方向に若干ずれた位置に設けられている。これは、トナー排出室３００ｄ内にトナーをため易くするためである。このように、トナー排出室３００ｄにトナーをため易くすることで、トナー排出口３００ｂから排出されるトナー供給量を一定に保つことが可能となる。すなわち、トナーの安定的な供給を可能とする。

さらに、スクレイパー２０３の長手方向の長さは、トナーボトル２００の回転中心Ｏからボトル支持部材３００の内周面までの距離、すなわち内径よりも若干長めに設定されている。これは、トナー排出室３００ｄ内に蓄積されたトナーを無駄なく掻きだすための措置である。

また、第２堰部３０２ｂは、第１堰部３０１ｂと同様に、スクレイパー２０３の当接面３０２ｄ（トナー排出規制室３００ｃ側の面）が、回転中心Ｏからの法線Ｌから所定の角度β傾斜してトナー排出室３００ｄを仕切っている。この角度βは、スクレイパー２０３の素材、長さ等の要因により適切に設定されるものとする。

（シール機構の説明）
上記構成のトナーカートリッジ１００において、トナーボトル２００はボトル支持部材３００に回動可能に支持されているので、トナーボトル２００とボトル支持部材３００との間には若干の隙間が生じる。このため、トナーボトル２００とボトル支持部材３００との間に適切なシールを施さないと、ボトル支持部材３００のトナー排出口３００ｂ以外からトナーが漏れだすことになる。

このため、本実施の形態では、図２４に示すように、トナーボトル２００の本体部２０１の先端部２０１ａにシールとして機能する２つのＶリング５０１・５０２が装着されている。

上記Ｖリング５０１は、スクレイパー２０３の装着位置よりも外側の先端部２０１ａの周面２０１ｆに装着されており、上記Ｖリング５０２は、スクレイパー２０３の装着位置よりも内側の先端部２０１ａの端面２０１ｇに装着されている。

上記Ｖリング５０１の装着位置のさらに外側には、トナーボトル２００とボトル支持部材３００との間のクリアランスを確保すると共に、トナーボトル２００の回転を滑らかに行わせるための板状の環状部材からなるスリップリング５０３が装着されている。

上記Ｖリング５０１のシール片５０１ａをスリップリング５０３に圧接させ、上記Ｖリング５０２のシール片５０２ａをボトル支持部材３００の内周面（後述）に圧接させるようにして、それぞれのＶリング５０１・５０２を本体部２０１に装着している。これにより、２つのＶリング５０１・５０２をシールとして機能させている。

上記スリップリング５０３は、本体部２０１の先端部２０１ａの周面２０１ｆに回転可能に嵌合し、且つ、ボトル支持部材３００をトナーボトル２００に取り付けたときに該ボトル支持部材３００の内周面で固定されるようになっている。

これにより、スリップリング５０３は、ボトル支持部材３００側で固定され、該スリップリング５０３の内周面をトナーボトル２００の本体部２０１が回転するようになる。

上記Ｖリング５０２は、図２５に示すように、トナーボトル２００の本体部２０１の先端部２０１ａがボトル支持部材３００で支持されるとき、シール片５０２ａがボトル支持部材３００の内周面３００ｅに圧接するように先端部２０１ａに装着されている。これにより、ボトル支持部材３００の後端部３００ｆ側からのトナーの漏れを防止することができる。

また、トナーボトル２００の本体部２０１の先端部２０１ａ周面には、図２５に示すように、弾性を有する樹脂等からなる板状のリブ２１０が斜め方向に並行に設けられている。

（シャッター機構の説明）
上記シャッター機構４００は、図２６（ａ）（ｂ）に示すように、ボトル支持部材３００の底面において、矢印Ｆ方向および矢印Ｒ方向にスライド可能な板状のシャッター部材４０１を備えている。ここで、図２６（ａ）（ｂ）において、ボトル支持部材３００の先端部の開口部３００ａかトナーボトル２００のリブ２０２・２０２が突出している側をフロント（Ｆ）側とし、その反対側をリア（Ｒ）側とする。

図２６（ａ）は、上記シャッター機構４００のシャッター部材４０１が矢印Ｒ方向にスライドし、ボトル支持部材３００のトナー排出口３００ｂが開放された状態を示す図である。

図２６（ｂ）は、上記シャッター機構４００のシャッター部材４０１が矢印Ｆ方向にスライドし、ボトル支持部材３００のトナー排出口３００ｂが閉塞された状態を示す図である。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

現像剤の高速且つ安定な供給が可能であるので、高速印刷、高速複写が可能な画像形成装置に適用できる。

本発明の実施の形態におけるトナー補給装置を備えた現像装置を示す模式図である。 図１に示した現像装置を備えるプリンタの内部構造を示す正面図である。 図１に示した現像装置の斜視図である。 図１に示したトナーホッパーの斜視図である。 図４におけるＨ−Ｈ線矢視断面図である。 図４におけるＩ−Ｉ線矢視断面図である。 図４におけるＪ−Ｊ線矢視断面図である。 図４に示したトナーホッパーが備えるトナー搬送スクリューの斜視図である。 図９（ａ）は図１に示した補給用パイプが備えるパイプ部の斜視図、図９（ｂ）は同パイプ部の縦断面図である。 図１に示したトナー補給装置が備える制御装置の構成を示すブロック図である。 図３に示したトナーカートリッジにおけるトナーカートリッジ駆動時間とトナーカートリッジにおけるトナー残量との関係を示すグラフである。 図１０に示した制御装置によるトナー補給装置に対しての制御動作の一実施例を示すタイミングチャートである。 図１２に示した例において、トナー残量センサが常時Ｌｏｗとなっている場合の制御装置の制御動作を示すタイミングチャートである。 図１２に示した例において、トナー残量センサが常時Ｈｉｇｈとなっている場合の制御装置の制御動作を示すタイミングチャートである。 図１０に示した制御装置によるトナー補給装置に対しての制御動作の他の実施例を示すタイミングチャートである。 図１５に示した制御装置によるトナー補給装置に対しての制御動作の他の例を示すタイミングチャートである。 図１７（ａ）は図３に示したトナーカートリッジの側面図、図１７（ｂ）は同トナーカートリッジの正面図である。 図１７（ａ）に示したトナーカートリッジが備えるトナーボトルの先端部の側面図である。 図１８に示したトナーボトルの先端部にスクレイパーを装着した場合の側面図である。 図１９に示したトナーボトルの正面図である。 図１７に示したボトル支持部材を下面側から見た場合の斜視図である。 図２２（ａ）は図２１に示したボトル支持部材を構成する第１筐体の斜視図、図２２（ｂ）は同第２筐体の斜視図である。 図２１に示したボトル支持部材のトナー排出室とトナーボトルのスクレイパーの配設位置との関係の説明図である。 図１９に示したトナーボトルの先端部における概略の縦断面図である。 図１９に示したトナーボトルの先端部にボトル支持部材が取り付けられた状態における概略の縦断面図である。 図２６（ａ）は図１７に示したトナーカートリッジにおいてシャッター部材が開いている状態を示す説明図、図２６（ｂ）は同シャッター部材が閉じている状態を示す説明図である。

符号の説明

２ 現像装置
８０ 補給用パイプ
１００ トナーカートリッジ
１０１ トナー補給装置
１１０ トナーホッパー
１１１ 第１搬送路
１１２ 第２搬送路
１１４ トナー受入口
１１５ トナー排出口
１１６ トナー残量センサ
１１８ トナー搬送スクリュー
１４０ 現像槽
１５０ カートリッジ駆動モータ
１５１ ホッパー駆動モータ
１６０ トナー濃度センサ
１７０ 制御装置
１７１ カートリッジ駆動モータ制御部
１７２ ホッパー駆動モータ制御部
１７３ 表示装置制御部
１７４ 表示装置

Claims (12)

1. 現像槽内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、
   前記現像槽へトナーを補給する第１のトナー補給手段と、
   第１のトナー補給手段へトナーを補給する第２のトナー補給手段と、
   前記トナー濃度センサの検出信号に基づき前記現像槽へのトナー補給要求が発生した場合に、第１のトナー補給手段による前記トナー補給動作と第２のトナー補給手段による前記トナー補給動作とが行われるように、第１のトナー補給手段と第２のトナー補給手段とを制御する制御手段とを備えていることを特徴とするトナー補給装置。
2. 現像槽内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、
   前記現像槽へトナーを補給する第１のトナー補給手段と、
   第１のトナー補給手段へトナーを補給する第２のトナー補給手段と、
   前記トナー濃度センサの検出信号に基づき前記現像槽へのトナー補給要求が発生した場合に第１のトナー補給手段による前記トナー補給動作が行われ、かつこのトナー補給のための第１のトナー補給手段の作動を検知した場合に第２のトナー補給手段による前記トナー補給動作が行われるように、第１のトナー補給手段と第２のトナー補給手段とを制御する制御手段とを備えていることを特徴とするトナー補給装置。
3. 前記制御手段は、トナー補給のための第１のトナー補給手段の作動時間を積算するとともに、この積算した時間が第１の設定時間に到達するごとに第２のトナー補給手段に前記トナー補給動作を行わせることを特徴とする請求項２に記載のトナー補給装置。
4. 第１のトナー補給手段は、第２のトナー補給手段から補給されるトナーを受け入れるトナー受入口と、補給用のトナーを排出するトナー排出口と、これらトナー受入口からトナー排出口に達し、鉛直方向に対して交差する方向に形成されたトナー搬送路と、前記トナー搬送路に設けられ、前記トナー受入口から前記トナー搬送路に落下してきたトナーを順次搬送して前記トナー排出口から落下させるトナー搬送部材とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー補給装置。
5. 前記制御手段は、トナー補給のための第１のトナー補給手段の作動時間を積算するとともに、この積算した時間が第１の設定時間に到達するごとに第２のトナー補給手段に前記トナー補給動作を行わせ、
   第１のトナー補給手段は、第２のトナー補給手段から補給されるトナーを受け入れるトナー受入口と、補給用のトナーを排出するトナー排出口と、これらトナー受入口からトナー排出口に達し、鉛直方向に対して交差する方向に形成されたトナー搬送路と、前記トナー搬送路に設けられ、前記トナー受入口から前記トナー搬送路に落下してきたトナーを順次搬送して前記トナー排出口から落下させるトナー搬送部材とを備え、
   前記第１の設定時間は、第１のトナー補給手段の前記トナー搬送路における、前記トナー受入口直下の領域のトナーをこの領域外に前記トナー搬送部材によって搬送するのに要する時間に基づいて設定されていることを特徴とする請求項２に記載のトナー補給装置。
6. 第２のトナー補給手段は、内部にトナーを収容し、回転しながらトナーを排出するトナーボトルを備えていることを特徴とする請求項４に記載のトナー補給装置。
7. 第１のトナー補給手段の前記トナー排出口に一端部が接続され、かつ他端部が前記現像槽に接続され、上下方向に延びる補給用パイプを備えていることを特徴とする請求項４に記載のトナー補給装置。
8. 表示手段と、この表示手段を制御する表示制御手段と、前記第１のトナー補給手段におけるトナー残量を検出するトナー残量検出手段とを備え、
   前記第２のトナー補給手段はトナーカートリッジを備え、
   前記表示制御手段は、前記トナー残量検出手段により一定時間以上の間、トナー残量不足が検出された場合に、トナーカートリッジの交換を促す表示を前記表示装置に行わせることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー補給装置。
9. 第１のトナー補給手段から現像槽へトナーを補給し、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へトナーを補給するトナー補給方法において、
   現像槽のトナー濃度の不足が検出された場合に、第１のトナー補給手段による前記トナー補給動作と第２のトナー補給手段による前記トナー補給動作とを行うことを特徴とするトナー補給方法。
10. 第１のトナー補給手段から現像槽へトナーを補給し、第２のトナー補給手段から第１のトナー補給手段へトナーを補給するトナー補給方法において、
    現像槽のトナー濃度の不足が検出された場合に、第１のトナー補給手段による前記トナー補給動作を行い、かつこのトナー補給のための第１のトナー補給手段の作動を検知した場合に第２のトナー補給手段による前記トナー補給動作を行うことを特徴とするトナー補給方法。
11. 請求項１から８のいずれか１項に記載のトナー補給装置を備えていることを特徴とする現像装置。
12. 請求項８に記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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